一種無分擋切換環(huán)節(jié)可程控幅度的快速邊沿脈沖發(fā)生電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電子電路領(lǐng)域。具體涉及一種無分擋切換環(huán)節(jié)可程控幅度的快速邊沿脈沖發(fā)生電路。該電路有如下特點(diǎn):不小于0.5A的灌入和拉出電流驅(qū)動能力、不大于1nS的上升和下降快速脈沖邊沿、無分擋切換環(huán)節(jié)、脈沖幅度可程控并且高低電平可分別設(shè)定。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)國家對電子元器件參數(shù)計(jì)量測試方法的規(guī)定，小功率信號二極管的反向恢復(fù)時間Trr，光耦合器、雙極型晶體管、場效應(yīng)管的延遲時間Td、上升時間Tr、存儲時間Ts、下降時間Tf、開通時間Ton、關(guān)斷時間Toff等時間參數(shù)作為考核元件特性的重要指標(biāo)需要進(jìn)行測試。而在測試方法中也明確提到了要測試以上參數(shù)，如圖1所示，需要采用快速邊沿脈沖發(fā)生電路作為激勵源。
[0003]傳統(tǒng)測試電路中如圖2所示，制作具有一定電流負(fù)載能力的快速邊沿脈沖發(fā)生電路，可以采用具有直流耦合結(jié)構(gòu)的D類放大器電路的形式，當(dāng)輸入信號為高時，下端三極管Q2導(dǎo)通，上端三極管Ql截止，輸出電壓約等于V-;當(dāng)輸入信號跳變?yōu)榈蜁r，Q2截止Ql導(dǎo)通，輸出電壓跳變?yōu)閂+，且可以滿足上升時間小于1nS的指標(biāo)。此電路中穩(wěn)壓二極管Dl和D2的穩(wěn)壓值須與V+和V-值進(jìn)行精確匹配才能驅(qū)動后級三極管Ql和Q2協(xié)調(diào)工作，例如當(dāng)信號源是O至±5V，V+和V-值分別是7.7V和-7.7V，Dl和D2的穩(wěn)壓值也不一樣；否則一旦匹配不當(dāng)，Ql和Q2進(jìn)入同時導(dǎo)通或同時截止的時間過長，電路特性將急劇變差。因此這樣的電路脈沖幅度很難做到可程控調(diào)節(jié)，如果想實(shí)現(xiàn)脈沖幅度的程控，一種思路是采用多組穩(wěn)壓二極管來匹配多組V+和V-值，但這樣勢必帶來擋位切換環(huán)節(jié)，從而造成電路復(fù)雜，可靠性差，如果想做到V+和V-值連續(xù)可調(diào)，則需要細(xì)分更多的穩(wěn)壓二極管擋位，而且V+和V-值在某些區(qū)段會因與穩(wěn)壓二極管匹配不當(dāng)造成脈沖邊沿質(zhì)量降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提出一種無分擋切換環(huán)節(jié)可程控幅度的快速邊沿脈沖發(fā)生電路，為克服上述電路缺點(diǎn)，該電路用交流耦合代替直流耦合解決了穩(wěn)壓二極管電壓匹配帶來的分擋問題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種無分擋切換環(huán)節(jié)可程控幅度的快速邊沿脈沖發(fā)生電路，包括三極管脈沖驅(qū)動電路，所述三極管脈沖驅(qū)動電路的控制輸入端連接一個觸發(fā)脈沖輸入信號；所述三極管脈沖驅(qū)動電路包括兩個三極管，兩個三極管分別是PNP結(jié)和NPN結(jié)，兩個三極管的集電極對接作為脈沖輸出端，兩個三極管的基極是所述控制輸入端，在所述兩個控制輸入端與觸發(fā)脈沖輸入信號之間分別接入一個隔直耦合電容，在所述兩個三極管的基極與發(fā)射極之間通過開關(guān)交替分別接入一個直流電源，所述直流電源用于設(shè)置脈沖輸出端處于復(fù)位狀態(tài)。
[0006]方案進(jìn)一步是:所述兩個三極管的基極與隔直耦合電容之間還分別接入一個穩(wěn)壓管，所述直流電源通過穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電壓施加在三極管的基極與發(fā)射極之間。
[0007]方案進(jìn)一步是:所述直流電源的電壓是5伏，所述穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電壓是2.7伏。
[0008]方案進(jìn)一步是:所述開關(guān)是程控開關(guān)，是由一個微處理器控制的電子開關(guān)。
[0009]方案進(jìn)一步是:所述開關(guān)是程控開關(guān)，是由一個微處理器控制的電子開關(guān)，電子開關(guān)的輸出串接有一個電阻，當(dāng)電子開關(guān)接通直流電源時，直流電源通過所述電阻連接在隔直耦合電容與穩(wěn)壓管之間，當(dāng)電子開關(guān)斷開直流電源時，所述電阻并接在隔直耦合電容、穩(wěn)壓管與發(fā)射極之間。
[0010]本實(shí)用新型通過耦合電容和附加直流電源的加入，減小了發(fā)生脈沖的上升和下降時間，并且可以根據(jù)輸入的信號實(shí)現(xiàn)雙向輸出脈沖；該電路用交流耦合代替直流耦合解決了穩(wěn)壓二極管電壓匹配帶來的分擋問題?？梢酝ㄟ^程序?qū)﹄娐愤M(jìn)行調(diào)整控制，電路簡單實(shí)用。本實(shí)用新型提供的上升或下降時間小于10ns，電流驅(qū)動能力不小于0.5A，并且脈沖幅度可程控的快速邊沿脈沖發(fā)生電路，可以滿足各類中小功率元件的測試要求。
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作一詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0012]圖1是電子元器件參數(shù)計(jì)量測試雙極型晶體管時間參數(shù)測試原理圖；
[0013]圖2是傳統(tǒng)的具有直流耦合結(jié)構(gòu)的D類放大器電路；
[0014]圖3是本實(shí)用新型邏輯電路示意圖；
[0015]圖4是本實(shí)用新型正脈沖輸出電路形式示意圖；
[0016]圖5是本實(shí)用新型負(fù)脈沖輸出電路形式示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]一種無分擋切換環(huán)節(jié)可程控幅度的快速邊沿脈沖發(fā)生電路，如圖3所示，包括三極管脈沖驅(qū)動電路，所述三極管脈沖驅(qū)動電路的控制輸入端連接一個觸發(fā)脈沖輸入信號F ;所述三極管脈沖驅(qū)動電路包括兩個三極管，兩個三極管分別是PNP結(jié)的Ql和NPN結(jié)的Q2，兩個三極管的集電極c對接作為脈沖輸出端T，兩個三極管的基極b是所述控制輸入端，在所述的兩個控制輸入端與觸發(fā)脈沖輸入信號之間分別接入一個隔直耦合電容Cl和C2，在所述兩個三極管的基極與發(fā)射極之間通過開關(guān)Kl和K2交替分別接入一個直流電源CEl和CE2，所述直流電源用于設(shè)置脈沖輸出端處于復(fù)位狀態(tài)，即兩個三極管處于臨界導(dǎo)通狀態(tài)。
[0018]實(shí)施例中:所述兩個三極管的基極與隔直耦合電容之間還分別接入一個穩(wěn)壓管Dl和D2，所述直流電源通過穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電壓施加在三極管的基極與發(fā)射極之間。
[0019]實(shí)施例中:所述直流電源的電壓是5伏，所述穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電壓是2.7伏。
[0020]實(shí)施例中:所述開關(guān)是程控開關(guān)，是由一個微處理器控制的電子開關(guān)，電子開關(guān)的控制端連接微處理器的控制輸出腳，電子開關(guān)的被控制端分別連接有電阻Rl和R2，如圖3所示，當(dāng)電子開關(guān)將直流電源接入時，直流電源CEl或CE2串接一個電阻Rl或R2到隔直耦合電容Cl或C2與穩(wěn)壓管Dl或D2之間，當(dāng)電子開關(guān)將直流電源斷開時，電子開關(guān)同時將所述電阻Rl或R2并接在隔直耦合電容Cl或C2與穩(wěn)壓管Dl或D2的連接點(diǎn)與Ql的發(fā)射極之間或者與Q2的發(fā)射極之間，上述接入的電阻的目的是使兩個三極管處于臨界導(dǎo)通狀態(tài)。
[0021]工作原理說明:
[0022]如圖4所示，在產(chǎn)生由V-到V+的正脈沖輸出電路中，電路的輸入端需施加一個同等脈沖寬度的負(fù)脈沖，此脈沖可以由CMOS數(shù)字電路產(chǎn)生。在脈沖到來之前，首先設(shè)置輸入為高電平狀態(tài)，兩路程控直流電源分別設(shè)置為V+和V-。此時上端三極管Ql因?yàn)镽l的存在使得VBE電壓很小而截至，下端三極管Q2因?yàn)楦又绷麟娫碈E2通過R2提供了 Q2的Vbe導(dǎo)通電壓而導(dǎo)通。交流耦合電容起到了隔離直流的作用，Cl承受的電壓為V+與輸入高電平電壓之差，C2承受的電壓為輸入高電平電壓與V-加CE2電壓之差。同時電阻Rl和R2也提供了 Cl和C2的充放電通路，電路上電穩(wěn)定后，電路進(jìn)入初始穩(wěn)態(tài)，此時電路輸出為低電平V-。適當(dāng)選取Rl和R2阻值可以獲得較短的充電時間并且同時滿足在脈沖寬度內(nèi)電容Cl和C2上的電壓變化滿足要求。
[0023]當(dāng)輸入的負(fù)脈沖沿來臨，Cl和C2因?yàn)閮啥穗妷翰荒芡蛔儯仁股隙巳龢O管Ql和下端三極管Q2的基極同時受到負(fù)脈沖驅(qū)動，使得Ql的Vbe電壓增大而導(dǎo)通，Q2的Vbe電壓減小而截止，電路輸出正向快速脈沖邊沿，幅度由V-到V+，電路輸出進(jìn)入保持高電平狀態(tài)。但是Cl和C2在此狀態(tài)下會緩慢充放電，所以此狀態(tài)是不穩(wěn)定的，電路不能一直保持在輸出高電平狀態(tài)，需要復(fù)位。此電路的脈沖寬度可以保持1uS以上，完全能滿足時間參數(shù)的測試要求。
[0024]脈沖結(jié)束即可將電路復(fù)位，輸入由低電平回到高電平，Cl和C2再次起到交流耦合作用，迫使上端三極管Ql和下端三極管Q2的基極同時受到正脈沖驅(qū)動，Ql截止而Q2導(dǎo)通，此時電路輸出產(chǎn)生負(fù)向的快速脈沖邊沿，幅度由V+到V-，電路回到穩(wěn)定的初始態(tài)。電路在完成一個完整的可程控幅度脈沖過程中，產(chǎn)生了一個正向的快速脈沖邊沿和一個負(fù)向的快速脈沖邊沿，此兩個快速脈沖邊沿均可以供測試時間參數(shù)使用。
[0025]反過來，如圖5所示，本發(fā)明電路也可以形成負(fù)脈沖輸出電路形式，切斷浮動直流電源CE2，只需將浮動直流電源CEl接于V+和Rl之間，從輸入端輸入一個正脈沖即可，工作原理與正脈沖輸出電路相同。另外，V+和V-各加一組浮動直流電源CEl和CE2，并用程控開關(guān)進(jìn)行適當(dāng)?shù)那袚Q，則可以實(shí)現(xiàn)正負(fù)脈沖輸出的任意選擇。
[0026]本實(shí)用新型應(yīng)用于分立器件開關(guān)參數(shù)測試系統(tǒng)，獲得很好的應(yīng)用效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無分擋切換環(huán)節(jié)可程控幅度的快速邊沿脈沖發(fā)生電路，包括三極管脈沖驅(qū)動電路，所述三極管驅(qū)動電路的控制輸入端連接一個觸發(fā)脈沖輸入信號；其特征在于，所述三極管驅(qū)動電路包括兩個三極管，兩個三極管分別是PNP結(jié)和NPN結(jié)，兩個三極管的集電極對接作為脈沖輸出端，兩個三極管的基極是所述控制輸入端，在所述兩個控制輸入端與觸發(fā)脈沖輸入信號之間分別接入一個隔直耦合電容，在所述兩個三極管的基極與發(fā)射極之間通過開關(guān)交替分別接入一個直流電源，所述直流電源用于設(shè)置脈沖輸出端處于復(fù)位狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖發(fā)生電路，其特征在于，所述兩個三極管的基極與隔直耦合電容之間還分別接入一個穩(wěn)壓管，所述直流電源通過穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電壓施加在三極管的基極與發(fā)射極之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的脈沖發(fā)生電路，其特征在于，所述開關(guān)是程控開關(guān)，是由一個微處理器控制的電子開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脈沖發(fā)生電路，其特征在于，所述開關(guān)是程控開關(guān)，是由一個微處理器控制的電子開關(guān)，電子開關(guān)的輸出串接有一個電阻，當(dāng)電子開關(guān)接通直流電源時，直流電源通過所述電阻連接在隔直耦合電容與穩(wěn)壓管之間，當(dāng)電子開關(guān)斷開直流電源時，所述電阻并接在隔直耦合電容、穩(wěn)壓管與發(fā)射極之間。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種無分擋切換環(huán)節(jié)可程控幅度的快速邊沿脈沖發(fā)生電路，包括三極管脈沖驅(qū)動電路，所述三極管驅(qū)動電路的控制輸入端連接一個觸發(fā)脈沖輸入信號；所述三極管驅(qū)動電路包括兩個三極管，兩個三極管分別是PNP結(jié)和NPN結(jié)，兩個三極管的集電極對接作為脈沖輸出端，兩個三極管的基極是所述控制輸入端，在所述兩個控制輸入端與觸發(fā)脈沖輸入信號之間分別接入一個隔直耦合電容，在所述兩個三極管的基極與發(fā)射極之間通過開關(guān)交替分別接入一個直流電源，所述直流電源用于設(shè)置脈沖輸出端處于復(fù)位狀態(tài)。本實(shí)用新型通過耦合電容和附加直流電源的加入，減小了發(fā)生脈沖的上升和下降時間，并且可以根據(jù)輸入的信號實(shí)現(xiàn)雙向輸出脈沖。
【IPC分類】H03K3-02
【公開號】CN204442308
【申請?zhí)枴緾N201520169232
【發(fā)明人】袁琰, 周鵬
【申請人】北京華峰測控技術(shù)有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月24日